CN115286978A - 一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，包括以下重量份的组分：聚酯树脂30‑45份、改性环氧树脂1.5‑6.5份、固化剂4‑10份、颜填料20‑36.5份、助剂2‑4份、混合溶剂15‑30份；其中，所述改性环氧树脂为环氧树脂和带羟基的有机酸或者胺类进行开环反应制得。本发明还公开了一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆的制备方法。

Description

一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，更具体地，涉及一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆及其制备方法。

背景技术

作为卷材涂料更高、更新的应用市场，家电板预涂卷材市场近年来得到蓬勃发展。常规的家电板预涂卷材漆膜多为多涂层体系，家电板的正面一般都是采用“二涂二烘”施工工艺，即底材正面涂装一道底漆和一道面漆。该工艺不同的涂层其性能要求也是不同的，底漆漆膜应提供良好的耐腐蚀性以及对底材和面漆漆膜的附着力；面漆漆膜应具有良好的耐划伤性、遮盖力、装饰性和耐沾污等性能。对于预涂卷材的复合涂层而言，底漆容易受到忽视。其实，对于一个整体性能优异的涂层来说，底漆是整个涂层系统中重要的基础，在很大程度上影响整体涂层的性能，对底材的附着力、防腐性能、T弯及杯突等机械性能都有影响。

传统的家电板卷材涂料“二涂二烘”施工工艺，一般情况下底漆和面漆均是同一厂家提供，若换产面漆必然要换产相应的底漆，施工繁琐，这样会造成换产效率低。且实际生产时需要考虑各涂层间的配套性问题，若配套性不好，将造成整个涂层体系质量下降。随着家电板的使用范围和领域不断扩大，对家电板卷材涂料的性能要求和功能要求也越来越多。因此，开发卷材用通用型底漆显得尤其重要。

目前家用电器正在迈入“彩色时代”，其外观设计、色彩与家庭装修的搭配逐渐成为消费者选购家用电器的重要因素。这种变化从某种程度上促进了家用电器涂装方式的变革，可以利用层压具有不同图案和色彩的高分子薄膜(包括PET薄膜和PVC薄膜)而方便地得到各种特殊效果的ECM板，是家用电器用预涂卷材中非常重要的一类产品，非常符合上述潮流，因而得到越来越广泛的应用。

目前市场上通过层压高分子薄膜得到ECM板主要有聚合物胶水粘接和涂层层压两大类。采用胶水粘接高分子薄膜得到的ECM板，该预涂板是在预钝化处理的钢板上辊涂一定膜厚底漆，在短时间内进行高温烘烤固化(成膜温度一般为204-241℃)后，经冷却后继续辊涂一定膜厚的胶水，再次高温烘烤(温度一般为204-241℃)后趁热迅速辊压高分子薄膜而制备。该胶层薄，板面外观不够丰满，且花色品种单一。其耐盐雾性能、硬度和杯突性能不能完全满足ECM板加工成型的某些特殊需求。且胶水中存在苯类溶剂，对人体和环境有害，不符合环保要求的缺点。针对聚合物胶水粘接工艺和性能的不足，开发卷材用贴膜底漆显得尤其重要，该贴膜漆能够直接在烘烤后趁热层压上高分子薄膜。

目前，预涂卷材涂料技术主要向超长寿命、产品功能化和环境友好型的方向发展，并不断开拓新的应用领域。受限于技术瓶颈，市场上卷材用底漆根本不能满足市场上对卷材涂料性能以及多功能性需求，仍存在较大的技术挑战。因此急需开发一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆及其制备方法，它不仅能作为通用型底漆，亦可配套不同厂家的面漆，具有优异的附着力、机械加工性和耐腐蚀性；且能作为家电用贴膜漆，能够直接在烘烤后趁热层压上高分子薄膜，得到的ECM板其附着力、杯突和耐水煮性能优异，其工艺简化，能耗降低。

发明内容

为解决现有技术中卷材用底漆存在的通适配套性不足以及不能作为贴膜漆粘合高分子薄膜的缺陷，本发明提供了一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆及其制备方法。

本发明提供了一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，包括以下重量份的组分：

在其中一实施例中，所述通用型底漆颜基比为0.4-0.9。本发明中颜基比指颜料(包括体质颜料)与基料(基料包括聚酯树脂、改性环氧树脂和固化剂)固体份的重量比。

在其中一实施例中，所述通用型底漆颜基比优选为0.5-0.7。所述通用型底漆颜基比主要需要考虑如下方面：颜基比过低，漆膜透底，遮盖差；颜基比过高，漆膜柔韧性差。

在其中一实施例中，所述聚酯树脂为带有端羟基官能团的线型结构饱和聚酯树脂，具有高附着力，其酸值在0-3mgKOH/g，数均分子量为5000-30000，羟值为4-35mgKOH/g，玻璃化温度为-10℃-20℃。

由于聚酯树脂酸价太高，漆膜耐水性不好，因此本发明将所述聚酯树脂的酸值限定在0-3mgKOH/g。

本发明选用的聚酯树脂具有高附着力和低玻璃化温度，同时具有合适的羟值和分子量，因此，能保证底漆作为贴膜漆的涂膜与高分子薄膜之间的层间附着力及贴膜漆的涂膜与底材的附着力都很好，三者附着牢固。针对聚酯树脂的数均分子量而言，如果聚酯树脂的数均分子质量过小，羟值高，树脂官能度太高，贴膜漆的涂膜太致密，会导致与高分子薄膜之间的层间附着力不够，粘不住；如果聚酯树脂的数均分子质量过高，羟值低，树脂官能度太少，交联程度不够，贴膜漆的涂膜耐久性和耐水煮性能变差。在其中一实施例中，所述聚酯树脂数均分子量优选为6000-20000，玻璃化温度为-10℃-10℃。树脂的玻璃化温度不能太高，以保证漆膜的柔韧性和软附着力。

在其中一实施例中，所述聚酯树脂是由二元醇、二元酸进行酯化反应得到的，其中二元醇为具有韧性、硬度的单体，优选新戊二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙基丁基丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇中的一种或多种混合物；其中二元酸也为具有韧性、硬度的单体，优选邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸中的一种或多种混合物。

在其中一实施例中，所述聚酯树脂选自市售的瀚海新材型号为C7503、AL171、AL150、AL177、AL051、AL072，韩国SK公司型号为ES960、ES601、ES500、ES360、ES300、ES450、ES410中的至少一种。

在其中一实施例中，所述环氧树脂的环氧值为0.10-0.55mol/100g。

在其中一实施例中，所述环氧树脂为无溶剂的100％固含量的液体或者固体。

在其中一实施例中，所述改性环氧树脂为采用环氧树脂特殊改性获得，是贴膜漆体系的“调节剂”，来适应不同类别的高分子薄膜；改性后引入了更多的羟基，增强其活性和柔韧性，可提高底漆以及贴膜漆的附着力、交联程度、耐盐雾性和硬度等。

在其中一实施例中，所述改性环氧树脂为环氧树脂和带羟基的有机酸或者胺类在130-150℃进行开环反应得到的，所述开环处理用于增加羟基数，进而增加树脂的交联密度。

在其中一实施例中，所述改性环氧树脂为环氧树脂和二乙醇胺在140℃进行开环反应制得。

在其中一实施例中，所述开环反应中，环氧树脂中环氧基团和二乙醇胺的摩尔比为1：0.7-1：0.9。

在其中一实施例中，所述环氧树脂选自市售的E44、E51、NPES-901、CYD011、CYD014、EPlKOTE 828EL中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述固化剂为封闭型多异氰酸酯树脂、氨基树脂中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述封闭型多异氰酸酯树脂为脂肪族多异氰酸酯封闭物。

在其中一实施例中，上述脂肪族多异氰酸酯封闭物中封闭剂为酚类、醇类、肟类中的一种。

在其中一实施例中，所述脂肪族多异氰酸酯封闭物选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯的封闭物中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述氨基树脂选自氰特公司的CYMEL303、CYMEL325，首诺公司的Resimene-747、Resimene-717中的至少任一种。

所述耐化学品性及柔韧性优异的脂肪族多异氰酸酯封闭物和对耐刮擦及硬度有提升的氨基树脂树脂作为固化剂。

在其中一实施例中，所述改性环氧树脂与基料的质量比为2：98-8：92；其中，基料包括聚酯树脂、改性环氧树脂和固化剂。

在其中一实施例中，所述固化剂与基料的质量比为8:92-15:85；其中，基料包括聚酯树脂、改性环氧树脂和固化剂。

聚酯树脂与固化剂交联时，需选择合适的聚酯树脂与固化剂比例，交联密度过高时，漆膜与高分子薄膜间粘结力不够；交联密度过低时，漆膜的耐水煮性能会变差。所以，只有调整交联密度在合适的水平才能保证底材-涂层-高分子薄膜间粘结力的平衡，从而保证柔韧性、附着力和耐水煮性能。

在其中一实施例中，所述固化剂中氨基树脂与固化剂的质量比为0-0.4。

在其中一实施例中，所述颜料为钛白粉和/或防锈填料；所述填料是沉淀硫酸钡、滑石粉、有机膨润土中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述防锈填料选自磷酸铝锌ZAPP、磷硅酸锶SW-111、钙离子交换型颜料CS311中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、固化催化剂、附着力促进剂中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述分散剂选自BYK型号为BYK-P 104、DISPERBYK-110、DISPERBYK-180、DISPERBYK-115中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述消泡剂为非硅体系的消泡剂，选自BYK型号为BYK-054、BYK352、BYK-057、BYK-1788、BYK-1795中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述流平剂为非硅体系的流平剂，选自BYK型号为BYK-354、BYK392、BYK355、BYK-399中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述固化催化剂包括酸催化剂，选自美国金氏型号为NACURE1419、NACURE 2500、NACURE 5225中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述固化催化剂还包括有机锡类催化剂，为二月桂酸二丁基锡(DBTL)。

在其中一实施例中，所述附着力促进剂为磷酸酯类改性聚合物，选自PAE 206，DS-600，Lubrizol 2063，AKN-6105，Tech-7205，ADP，SN7063，TZ8805中的至少任一种。

在其中一实施例中，所述混合溶剂为丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、环己酮、二甲苯、S-100#芳烃溶剂、S-150#芳烃溶剂、二价酸酯DBE中的至少任一种。

本发明还提供了所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：将30-50％的聚酯树脂、分散剂、颜填料混合，再加入30-50％的混合溶剂，研磨得到浆料，其中砂磨至20μm以下；

步骤(2)：在所述浆料中加入剩余聚酯树脂、改性环氧树脂、剩余助剂混合；然后再加入固化剂、剩余混合溶剂，混合后过滤得到所述通用型底漆。

有益效果：

1.本发明选用的聚酯树脂具有高附着力和低玻璃化温度，有合适的羟值和分子量，制得的通用型底漆，可配套不同厂家的面漆，使得本发明的底漆与面漆复合后具有优异的附着力、机械加工性和耐腐蚀性。配套性优异，施工效率高。

2.本发明制得的卷材用通用型底漆能作为家电用贴膜漆，将该通用型底漆直接涂覆于经过化学转化液处理的钢板上，能够直接在烘烤后趁热层压上高分子薄膜，得到的ECM板其附着力、杯突和耐水煮性能优异。

3.本发明制得的卷材用通用型底漆能作为家电用贴膜漆，采用的聚酯树脂保证所制得用于粘合高分子薄膜的预涂卷材涂料的柔韧性、附着力和耐水煮性能，采用合适羟值的聚酯树脂是为了平衡交联密度，聚酯树脂与固化剂交联时，交联密度过高时，漆膜与高分子薄膜间粘结力不够；交联密度过低时，漆膜的耐水煮性能会变差。所以，只有调整交联密度在合适的水平才能保证底材-漆膜-高分子薄膜间粘结力的平衡，从而保证柔韧性、附着力和耐水煮性能。

4.本发明制得的通用型底漆可替代传统的聚合物胶水粘接工艺来生产ECM板，ECM板板面外观足够丰满，光泽度高，质感强，且花色品种、拉丝效果多。该工艺省去胶水的应用过程，简单高效，同时节能环保。

5.本发明底漆制备方法简单，易于大规模生产。

6.本发明制得的通用型底漆可广泛应用于卷材涂料以及贴膜漆领域，满足多样化、功能化需求。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。本发明的范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求的范围加以限定。

在通过以下实施例对本发明的目的予以阐明、解释的情形下，所述组合物的组分均以重量份为通用标准予以释明。在无特别说明的情况下，为简明起见，本发明实施例中所述的“份”与“重量份”具有相同的意义。

实施例1-50

所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆是按如下操作步骤制备的：

步骤(1)：将30-50％的聚酯树脂、分散剂、颜填料混合，再加入30-50％的混合溶剂，研磨得到浆料，其中砂磨至20μm以下；

步骤(2)：在所述浆料中加入剩余聚酯树脂、改性环氧树脂、剩余助剂混合；然后再加入固化剂、剩余混合溶剂，混合后过滤得到所述通用型底漆，其中调节所述通用型底漆粘度为：80-120s，用涂-4#杯在25℃测定。

表1实施例1-50的步骤(1)和步骤(2)中物料投入状况

注1：BIN-A、BIN-B、BIN-C、BIN-D树脂是中海油常州环保涂料有限公司生产的封闭型多异氰酸酯树脂的牌号。

制板1：通用型底漆+面漆工艺

底漆涂装制板：将得到的所述通用型底漆用线棒辊涂在12cm×15cm×0.5mm预处理镀锌钢板上，在300℃烘箱中烘烤40s，金属板温PMT：224℃，得到膜厚为5μm的底漆。

面漆涂装制板：取市面上可以购买的家电用白色或者灰色面漆，将得到的面漆用线棒辊涂在本实施例的底漆上，在300℃烘箱中烘烤40s，金属板温PMT：241℃，得到膜厚为13-16μm的面漆。

实施列1-50的产品，均符合表2的质量指标。

表2

制板2：贴膜漆工艺

将得到的所述通用型底漆用线棒辊涂在12cm×15cm×0.5mm预处理镀锌钢板上，在300℃烘箱中烘烤40s，金属板温PMT：224℃，从烘箱中取出后，其干膜厚度13-16μm，趁热迅速层压高分子薄膜，分别制得高分子薄膜层压预涂卷材单涂层样板。

实施列1-50的产品，均符合表3的质量指标(均为通用型底漆上覆上粘合高分子薄膜后测试)。

表3

项目	指标	检验方法
			涂膜颜色及外观	平整光滑	GB/T 13448-2019
杯突，(划格，1mm间距)≥	7	GB/T 13448-2019
			耐蒸煮，1hr	无起泡、起皱
耐热性，170℃/1hr	无起泡、起皱
			耐盐雾(200h)	划线单边锈蚀≤2mm	GB/T 13448-2019

本发明制备出的卷材用通用型底漆对金属基材具有优良的附着力，优异的抗腐蚀性、施工性、物理机械性能及耐化学性，适用于多种金属基材打底，配套通适性好，施工效率高；且该底漆能作为贴膜漆(即粘合剂)能够直接在烘烤后趁热层压上高分子薄膜(包括PET薄膜和PVC薄膜)，其附着力(底材-漆膜-高分子薄膜间附着力)、杯突和耐水煮性能优异。本发明制备方法简单，易于大规模生产。

应理解上述实施例仅是本发明的优选实施方式，用于说明本发明技术方案的具体实施方式，而不用于限制本发明的范围。应当指出：在阅读了本发明之后，本领域技术人员在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明的各种等同形式的修改和替换均落于本申请权利要求所限定的保护范围。

Claims (10)

1.一种可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，包括以下重量份的组分：

其中，所述改性环氧树脂为环氧树脂和带羟基的有机酸或者胺类进行开环反应制得。

2.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述开环反应在130-150℃进行。

3.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述通用型底漆颜基比为0.5-0.7。

4.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述聚酯树脂为带有端羟基官能团的线型结构饱和聚酯树脂，其酸值在0-3mgKOH/g，数均分子量为5000-30000，羟值为4-35mgKOH/g，玻璃化温度为-10℃-20℃。

5.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述固化剂为封闭型多异氰酸酯树脂、氨基树脂中的至少任一种。

6.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述封闭型多异氰酸酯树脂为脂肪族多异氰酸酯封闭物。

7.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述固化剂与基料的质量比为8:92-15:85；其中，基料包括聚酯树脂、改性环氧树脂和固化剂。

8.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述固化剂中氨基树脂与固化剂的质量比为0-0.4。

9.根据权利要求1所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述改性环氧树脂为环氧树脂和二乙醇胺在140℃进行开环反应制得，所述开环反应中，环氧树脂中环氧基团和二乙醇胺的摩尔比为1：0.7-1：0.9。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆，其特征在于，所述的可粘合高分子薄膜的卷材用通用型底漆的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：将30-50％的聚酯树脂、分散剂、颜填料混合，再加入30-50％的混合溶剂，研磨得到浆料，其中砂磨至20μm以下；

步骤(2)：在所述浆料中加入剩余聚酯树脂、改性环氧树脂、剩余助剂混合；然后再加入固化剂、剩余混合溶剂，混合后过滤得到所述通用型底漆。